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[PDF] GB 50697-2011 - 英文版

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GB 50697-2011 英文版 1569 GB 50697-2011 [PDF]天数 >=10 1000KV变电站设计规范(不含条文说明) 有效
基本信息
标准编号 GB 50697-2011 (GB50697-2011)
中文名称 1000KV变电站设计规范(附条文说明)
英文名称 Code for design of 1000kV substation
行业 国家标准
中标分类 P61
国际标准分类 29.100.01
字数估计 71,769
发布日期 2011-02-18
实施日期 2012-03-01
引用标准 GB 50009; GB 50017; GB 50115; GB 50016; GB 50227; GB 50229; GB 14285; GB/T 16434; GB/Z 24842; DL/T 620; DL/Z 713; DL/T 5014; DL/T 5044; DL/T 5136; DL/T 5137; DL/T 5149; DL/T 5222; DL/T 5429
标准依据 住房和城乡建设部公告第932号
发布机构 中华人民共和国住房和城乡建设部;中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
范围 本规范适用于电压为1000kV新建、扩建或改建变电站或开关站的设计。

GB 50697-2011: 1000KV变电站设计规范(不含条文说明) GB 50697-2011 英文名称: Code for design of 1000kV substation 1 总则 1.0.1 为规范1000kV变电站设计，使变电站的设计符合国家的有关政策、法规，达到安全可靠、先进适用、经济合理、环境友好的要求，制定本规范。 1.0.2 本规范适用于电压为1000kV新建、扩建或改建变电站或开关站的设计。 1.0.3 1000kV变电站的设计应结合工程特点，采用具备应用条件的新技术、新设备、新材料、新工艺。 1.0.4 1000 kV变电站的设计应采取切实有效的措施节约用地、保护环境、满足劳动安全要求。环境保护、水土保持及劳动安全卫生设施应与主体工程同步设计、同步施工、同步投产。 1.0.5 1000kV变电站的设计除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。 2 电气主接线 2.0.1 1000kV变电站的电气主接线，应根据变电站在电力系统中的地位，以及变电站的规划容量、负荷性质、连接元件数、配电装置特点、设备制造和供货能力等因素，按满足供电可靠、运行灵活、检修方便、便于扩建、投资合理、节省占地的原则，通过技术经济比较后确定。 2.0.2 1000kV配电装置的最终接线方式，当线路、变压器等连接元件的总数为5回及以上时，宜采用一个半断路器接线，同名回路应配置在不同串内，电源回路与负荷回路宜配对成串；当接线条件受限制时，同名回路可接于同一侧母线。当初期线路、变压器等连接元件较少时，可根据具体的元件总数采用角形接线或其他使用断路器数量较少的简化接线型式，但在布置上应便于过渡到最终接线。 2.0.3 1000kV线路并联电抗器回路，宜采用不装设断路器和隔离开关的接线。 2.0.4 1000kV变电站中主变压器第三绕组额定电压宜采用110kV，最高运行电压可采用126kV。当主变压器容量较大或系统对第三绕组配备无功补偿提出特殊要求时，可研究确定后采用其他电压等级。110kV电气接线采用以主变压器为单元的单母线接线时，进线侧宜装设总断路器，中性点应采用不接地方式。 2.0.5 1000kV避雷器和电压互感器不应装设隔离开关；当1000kV配电装置采用一个半断路器接线时，线路、变压器元件均不应装设出口隔离开关，但当变电站初期可能出现2个完整串运行时，线路、变压器元件宜装设出口隔离开关。 2.0.6 对于一个半断路器接线，在满足继电保护和计量要求的条件下，当采用气体绝缘金属封闭开关设备、复合电器或罐式断路器时，宜在断路器两侧分别装设电流互感器。 2.0.7 在每回出线的三相上应装设电压互感器；在主变压器和每组母线上，应根据继电保护、计量和自动装置的要求，在一相或三相上装设电压互感器。 2.0.8 接地开关配置应满足检修安全要求，断路器的两侧、线路或变压器出口和1000kV配电装置的每段母线，应装设接地开关。 3 主变压器 3.0.1 主变压器容量和组数的选择，应根据现行行业标准《电力系统设计技术规程》DL/T 5429的有关规定和审定的电力系统规划设计方案确定。变电站同一电压网络内任一组变压器事故停运时，其他元件不应超过事故过负荷的规定。凡装有两组及以上主变压器的变电站，其中一组事故停运后，其余主变压器的容量应保证该站全部负荷的70％。 3.0.2 主变压器宜选用单相自耦变压器，应根据系统和设备情况确定是否装设备用相。 3.0.3 主变压器公用绕组的容量，应根据系统潮流和自耦变压器第三绕组侧无功补偿容量的配置进行校核。 3.0.4 主变压器调压方式的选择，宜采用中性点无励磁调压方式。当采用有载调压时，应经过技术经济综合论证后确定。 4 1000kV并联电抗器 4.0.1 1000kV并联电抗器的容量和组数，应根据限制工频过电压、潜供电流、防止自励磁、同期并列及无功平衡等方面的要求，进行技术经济综合论证后确定。 4.0.2 1000kV并联电抗器宜采用单相油浸铁芯式，应根据系统和设备情况确定是否装设备用相。 4.0.3 线路1000kV并联电抗器中性点应经电抗接地，中性点接地电抗应根据电力系统的情况按加速潜供电弧熄灭或抑制谐振过电压的要求选择电抗值。 5 1000kV设备和导体选择 5.1 一般规定 5.1.1 1000kV设备和导体选择，除应符合本节的要求外，尚应符合现行行业标准《导体和电器选择设计技术规定》DL/T 5222的有关规定。 5.1.2 选择导体和电器时所用的最大风速，应取离地面10m高、100年一遇的10min平均最大风速，并应按实际安装高度对风速进行换算。 5.1.3 1000kV设备的电晕及无线电干扰应符合下列规定： 1 在最高相电压的1.1倍时，屋外晴天夜晚应无可见电晕，晴天无线电干扰电压不应大于500μV。 2 对于在分、合闸状态下的隔离开关，在最高相电压的1.1倍时，屋外晴天无线电干扰电压不应大于2000μV。 5.1.4 1000kV设备的噪声水平应满足环保标准的要求。变压器、电抗器和其他设备的连续性噪声水平不宜大于75dB(A)。 SF6断路器的非连续性噪声水平，屋外不应大于110dB(A)。 5.1.5 1000 kV变压器、电抗器、套管、电容式电压互感器和避雷器的局部放电量允许值，应按国家现行有关规定执行。 5.1.6 开关设备的额定电压为系统最高电压1100kV时，额定电流不应小于运行中出现的回路持续工作电流。变电站内电气设备的载流能力应计及太阳辐射的影响。 5.1.7 设备套管和支持绝缘子的机械荷载应根据各种不同的工况条件分别进行合理的组合，荷载组合方式可按表5.1.7采用。 瓷套和支柱绝缘子的机械强度安全系数，按长期作用荷载校验时，不应小于2.5；按短时作用荷载校验时，不应小于1.67。 表5.1.7 荷载组合方式 注：√为计算时应采用的荷载条件。 5.1.8 设备及其瓷套、支柱绝缘子应能承受下列地震力： 1 地面水平加速度2m/s2～3m/s2，地面垂直加速度按水平加速度的65％选取。 2 当仅对设备本体进行抗震设计时，应乘以设备支架的动力反应放大系数。 5.1.9 1000kV电气设备电瓷外绝缘的泄漏比距应按现行国家标准《高压架空线路和发电厂、变电所环境污区分级及外绝缘选择标准》GB/T 16434的有关规定执行。 5.2 断路器 5.2.1 断路器型式的选择应根据工程具体情况以及设备制造和供应条件，结合国家相关产业政策，经过技术经济比较后确定。可采用气体绝缘金属封闭开关设备、复合电器或罐式断路器。 5.2.2 断路器的参数要求应根据1000kV系统的特点，经系统研究后确定。 5.3 隔离开关 5.3.1 敞开式隔离开关型式的选择应结合1000kV配电装置布置特点，宜选用水平断口三柱式隔离开关。 5.3.2 气体绝缘金属封闭开关设备或复合电器中的隔离开关，应经过电压计算后确定是否装设投切电阻。 5.3.3 接地开关投切感应电流及感应电压的要求，应经系统研究确定。 5.4 互感器和避雷器 5.4.1 独立式电压互感器宜采用电容式、非叠装式电压互感器。 5.4.2 1000kV系统应选用无间隙金属氧化物避雷器，并应满足过电压保护及绝缘配合的要求。 5.4.3 变压器侧及线路侧应设置避雷器。母线、并联电抗器是否装设避雷器应根据雷电过电压计算结果或模拟试验确定。避雷器与被保护设备之间的距离应满足绝缘配合要求。 5.5 绝缘子 5.5.1 变电站绝缘子串绝缘水平应按不低于变电站出线线路绝缘子串的原则确定。 5.5.2 变电站悬式绝缘子宜选用盘形瓷绝缘子，绝缘子串的片数应按爬电比距法计算、污耐压法校验，综合比较后确定。 5.5.3 绝缘子串应装设均压和屏蔽装置，宜选择起始电晕电压高的绝缘子。双Ⅰ型和Ⅴ型绝缘子串的片数选择应计及邻近效应。 5.5.4 支柱绝缘子应符合国家现行标准有关1000kV交流系统用支柱绝缘子的规定。 5.6 导体 5.6.1 导体选型应根据1000kV配电装置的特点，结合制造能力、地震等因素进行综合技术经济比较后确定。 5.6.2 架空导线宜选用4分裂软导线，分裂间距宜取600mm，单根软导线的最小直径不宜小于66mm。 5.6.3 在满足地震安全要求条件下，1000kV设备间连线可采用单根大直径铝合金管，铝合金管外径不应小于200mm。 5.6.4 分裂结构软导线载流量的计算，应根据分裂导线的排列方式、分裂根数、分裂间距等因素，计及邻近效应和热屏蔽的影响，对载流量加以修正。 5.6.5 分裂软导线间隔棒间距的确定，应满足构架和设备端子承受短路动态拉力的限值要求，宜按导线在非接触状态设计。 5.6.6 导体及金具的电晕临界电压应大于导体安装处的最高工作电压的1.1倍。 6 1000kV配电装置 6.0.1 1000kV配电装置应采用气体绝缘金属封闭开关设备、复合电器或屋外敞开式布置。 6.0.2 1000kV屋外配电装置的最小安全净距不应小于表6.0.2的规定。 表6.0.2 1000kV屋外配电装置的最小安全净距(m) 注：1 表中数据为海拔1000m时的安全净距； 2 交叉导体之间应同时满足A2和B1的要求； 3 平行的导体之间应同时满足A2和D的要求； 4 当带电作业时，人体活动半径取0.75m。 6.0.3 海拔高度不高于1000m，屋外配电装置使用软导线或管型导体时，在不同过电压条件下，带电部分至接地部分、不同相带电部分之间的最小安全净距，应根据表6.0.3进行校验，并应采用表6.0.3中的最大数值。 表6.0.3 不同条件下的最小安全净距(m) 6.0.4 1000kV屋外配电装置场地内的静电感应场强水平(距地面1.5m空间场强)不宜超过10kV/m，但少部分地区可允许达到15kV/m。 6.0.5 在设计中降低静电感应场强可采取下列措施： 1 减少同相母线交叉与同相转角布置。 2 减少或避免同相的相邻布置。 3 控制箱等操作设备宜布置在较低场强区。 4 必要时可适当加屏蔽线或设备屏蔽环。 5 提高设备及引线的安装高度。 6.0.6 1000kV屋外配电装置的母线及跨线宜满足导线上人要求，其荷载值应符合下列规定： 1 单相检修作业时，作用在导线上的人及工具重可按350kg设计，作用在梁上作业相处的人及工具重可按200kg设计。 2 三相停电检修时，作用在每相导线上的人及工具重可按200kg设计，作用在梁上的人及工具重可按200kg设计。 3 设备连线不应允许上人。 6.0.7 导线挂线应对施工方法提出要求，并应限制其过牵引值。 6.0.8 1000kV屋外敞开式配电装置宜设相间运输通道，并根据电气接线、设备布置和安全距离要求，确定相间距离、设备支架高度和道路转弯半径。 6.0.9 在晴天，干扰频率为0.5MHz时，1000kV配电装置的电晕无线电干扰水平在围墙外20m(非出线方向)地面处，不应超过(55～58)dB(μV/m)。 7 110kV无功补偿装置 7.1 一般规定 7.1.1 系统的无功补偿原则应按就地分区分电压基本平衡。 7.1.2 110kV并联电容器、并联电抗器及其他无功补偿装置的设计，应符合国家现行标准《并联电容器装置设计规范》GB 50227和《330～750kV变电站无功补偿装置设计技术规定》DL/T 5014的有关规定。 7.1.3 110kV并联电容器或电抗器补偿容量应根据电网结构和运行的需要计算确定。 7.1.4 110kV并联电容器或电抗器补偿容量的确定，应满足主变压器第三绕组容量的限制。 7.1.5 110kV无功补偿装置的分组容量应根据系统要求及设备制造能力确定。 7.1.6 110kV并联电容器装置的串联电抗率，应根据电容器组合闸涌流、谐波放大对电网及电容器组的影响等方面的验算确定。 7.2 无功补偿装置及设备选择 7.2.1 110kV并联电容器组应能在母线最高电压126kV下长期运行。接线宜采用单星形接线、桥差不平衡电流保护方式。 7.2.2 110kV并联电抗器额定电压宜采用105kV，最高运行电压宜采用115kV或根据系统计算确定。接线宜采用单星形接线。 7.2.3 110kV并联电容器宜采用框架式结构，并联电容器装置的串联电抗器宜选用干式空心型式。 7.2.4 110kV并联电抗器型式应经过技术经济比较后确定。 7.2.5 110kV无功补偿装置应装设抑制操作过电压的避雷器，避雷器连接应采用相对地方式。并联电容器装置的避雷器接入位置应紧靠电容器组的电源侧，吸收能量应满足通流容量的要求。 7.2.6 110kV无功补偿装置回路的断路器宜安装在电源侧。 8 防雷接地 8.0.1 1000kV变电站直击雷防护除应符合现行行业标准《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》DL/T 620的有关规定外，尚应符合下列规定： 1 变电站的直击雷防护，宜采用电气几何模型法或滚球法进行核算。 2 装在构架上的避雷针应与接地网连接，并应在其附近装设集中接地装置。装有避雷针和避雷线的构架与1000kV带电部分间的空气中距离，不应小于7m。 8.0.2.1100kV气体绝缘金属封闭开关设备和复合电器设备可根据实际需要设置辅助接地网，气体绝缘金属封闭开关设备和复合电器设备的接地线应先引至辅助接地网后与变电站主接地网多点连接。 8.0.3 辅助接地网材质可采用铜或钢，其截面除应满足温升限值及热稳定的要求外，还需满足设备壳体感应电压限值等要求。 9 过电压保护和绝缘配合 9.0.1 1000kV变电站过电压保护和绝缘配合的设计，除应符合本规范的规定外，尚应符合现行国家标准《1000kV特高压交流输变电工程过电压和绝缘配合》GB/Z 24842的规定。 9.0.2 变电站设备在运行中可能受到的作用电压，可分为下列类型： 1 持续运行电压(其值不超过系统最高电压Um，持续时间等于设备设计的运行寿命)； 2 暂时过电压(包括工频过电压、谐振过电压)； 3 操作(缓波前)过电压； 4 雷电(快波前)过电压； 5 特快速瞬态过电压。 9.0.3 工频过电压的基准电压1.0p.u.应为，谐振过电压和操作过电压的基准电压1.0p.u.应为。 9.0.4 变电站的过电压水平宜符合下列规定： 1 相对地工频过电压水平不宜超过下列数值： 1) 线路断路器的变电站侧：1.3p.u.； 2) 线路断路器的线路侧：1.4p.u.。 2 最大的相对地统计操作过电压不宜大于1.6p.u.，最大的相间统计操作过电压不宜大于2.9p.u.。 9.0.5 1000kV系统用氧化锌避雷器的保护水平应符合表9.0.5的规定。 9.0.6 1000kV设备的额定绝缘水平应符合表9.0.6的规定。 表9.0.5 1000kV系统用氧化锌避雷器的保护水平(kV) 表9.0.6 1000kV设备的额定绝缘水平(kV) 注：1 表中数据适用于安装地点海拔高度不高于1000m的电气设备。 2 有机绝缘件均应进行5min工频耐受电压试验。 3 表中变压器中性点绝缘水平适用于中性点直接接地方式，当采用其他中性点接地方式，则应研究确定中性点绝缘水平。 10 二次部分 10.1 计算机监控系统 10.1.1 计算机监控系统和二次接线的设计应符合现行行业标准《220kV～500kV变电所计算机监控系统设计技术规程》DL/T 5149、《火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程》DL/T 5136和《电测量及电能计量装置设计技术规程》DL/T 5137的有关规定。 10.1.2 1000kV变电站应采用计算机监控的控制方式，监控系统主机和操作员工作站均宜单独配置，并应按双重化原则设置。 10.1.3 全站宜集中配置一套公用的同步对时系统，时钟源宜按双重化配置，对时精度应满足控制、保护、故障测距及相角测量装置等二次系统要求。 10.1.4 电力二次系统的安全防护设计应符合“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”的原则，并应采取相应的隔离和认证措施。 10.2 二次设备布置 10.2.1 主控制室和计算机室设计应按规划建设规模在第一期工程中一次建成。二次屏柜屏位布置应结合远景规划，满足分期扩建的要求。 10.2.2 二次设备宜采用下放布置方式，并应按相对集中的原则分散设置继电器小室。 10.3 电磁抗干扰措施 10.3.1 二次设备的抗扰度等级应符合国家现行标准《500kV变电所保护和控制设备抗扰度要求》DL/Z 713的规定。 10.3.2 继电器小室应采取屏蔽措施。当毗邻高压配电装置布置时，宜采用金属网屏蔽方式，且整体屏蔽效能不宜小于30dB。 10.3.3 主控制室及计算机室的屏蔽措施应根据其在变电站中的具体位置确定。一般远离高压配电装置布置的主控室和计算机室可不采取专用屏蔽措施。 10.3.4 主控制室、计算机室、继电器小室、敷设二次电缆的沟道和配电装置就地端子箱等处，宜采用截面不小于100mm2的裸铜排(缆)敷设与主接地网紧密相连的等电位接地网。 10.4 继电保护 10.4.1 继电保护和安全自动装置的设计应符合现行国家标准《继电保护和安全自动装置技术规程》GB 14285等的有关规定，并应符合下列规定： 1 应按“强化主保护，简化后备保护和二次回路”的原则进行保护配置、选型。 2 双重化配置的继电保护装置，两套保护的跳闸回路应与断路器的两个跳闸线圈分别一一对应；非电量保护应同时作用于断路器的两个跳闸线圈。 3 双重化配置的继电保护装置应分别组装在各自的保护屏(柜)内，保护装置退出消缺或试验时，宜整屏(柜)退出。 10.4.2 主变压器保护应配置两套完整、独立的电气量保护和一套非电气量保护，两套电气量保护和一套非电气量保护应使用各自独立的电源回路(包括直流空气小开关及其直流电源监视回路)，在保护柜上的安装位置应相对独立。继电保护双重化包括保护装置的双重化以及与保护配合回路(含通道)的双重化，双重化配置的保护装置及其回路之间应完全独立，不应有直接的电气联系。 10.4.3 当主变压器调压部分(包括调压变压器和补偿变压器)与变压器主体分别为独立箱体布置方式时，应为调压变压器和补偿变压器分别配置双重化差动保护，并应配置一套非电气量保护，后备保护可不配置。调压变压器和补偿变压器保护宜单独组屏。 10.5 直流及交流不停电电源系统 10.5.1 直流及交流不停电电源系统的设计应符合现行行业标准《电力工程直流系统设计技术规程》DL/T 5044、《火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程》DL/T 5136的有关规定。 10.5.2 直流系统宜根据继电器小室的位置、数量和相对集中的原则，按区域设置直流系统。 10.5.3 直流系统的电压宜采用220V或110V。 10.5.4 每组蓄电池组的事故放电时间应按2h计算。 10.5.5 直流系统两段母线间不应设置自动切换装置，负荷侧也不应设置自动切换装置。直流系统两段母线间可设置手动切换的分段开关，单套配置的重要保护装置宜在负荷端设置双电源进线的手动切换开关。 10.5.6 交流不间断电源系统(UPS)或逆变电源系统宜根据继电器小室的位置、数量和相对集中的原则，按区域设置，并宜采用单母线接线。每套UPS或逆变电源系统接于不同母线段，两段馈电母线之间宜配设可设置手动切换的分段断路器。 10.5.7 UPS或逆变电源系统的直流电源应由变电站内的直流供电系统取得，供电时间宜按2h确定。 10.6 辅助系统 10.6.1 主变压器和1000kV并联电抗器宜配置油色谱状态监测，气体绝缘金属封闭开关设备、复合电器设备宜配置SF6气体状态监测，各状态监测装置宜通过网络接口与计算机监控系统实现通信。 10.6.2 火灾探测报警系统的设计应符合现行国家标准《火灾自动报警系统设计规范》GB 50116和《火力发电厂与变电站设计防火规范》GB 50229的有关规定。 10.6.3 图像监视及安全警卫系统的设计应符合现行国家标准《工业电视系统工程设计规范》GB 50115的有关规定。 10.7 对电流、电压互感器的要求 10.7.1 1000kV电流互感器二次绕组宜配置中间抽头。 10.7.2 1000kV线路电能计量宜采用电流互感器和电压互感器的专用二次绕组。 11 1000kV构支架 11.1 一般规定 11.1.1 构支架的设计、计算应符合现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009和《钢结构设计规范》GB 50017等的有关规定。 11.1.2 结构的设计使用年限应不低于50年，安全等级应为一级。结构的重要性系数应采用1.1。 11.1.3 构支架应分别按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计，结构应满足整体稳定和局部稳定的要求。构架应按大风、覆冰、安装、检修四种工况计算，支架应按运行工况计算。 11.1.4 构支架上的荷载可分为下列类型： 1 永久荷载：结构自重、导线及避雷线的自重和水平张力，固定的设备重。 2 可变荷载：风荷载、冰荷载、安装及检修时临时性荷载、地震作用、温度变化。 3 偶然荷载：短路电动力。 11.1.5 构支架计算时，导线荷载的分项系数应按表11.1.5的规定取值。 表11.1.5 导线荷载的分项系数 注：垂直荷重当其效应对结构有利时其荷载分项系数应取1.0。 11.1.6 可变荷载的荷载组合值系数的选择应符合下列规定： 1 大风工况下，连续架构的温度作用组......

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